Longitude

Longitude, algumas vezes representada pela letra grega λ (lambda), descreve a localização de um lugar na Terra medido em  graus, de zero a 180 para leste ou para oeste, a partir do Meridiano de Greenwich.

Diferentemente da latitude, que tem a linha do Equador como um marco inicial natural, não há uma posição inicial natural para marcar a longitude. Portanto, um meridiano de referência tinha que ser escolhido.  Enquanto os cartógrafos britânicos usavam o Meridiano de Greenwich há muito tempo, outras referências foram usadas como: El Hierro, Roma, Copenhage, Jerusalém, São Petersburgo, Pisa, Paris, Filadélfia e Washington.

Em 1884 na Conferência Internacional do Meridiano foi adotado o Meridiano de Greenwich como primeiro meridiano mundial.

Cada grau de longitude é subdividido em 60 minutos, e estes em 60 segundos.  Uma longitude é especificada no formato graus (°) minutos (’) segundos (").  Caso a localidade esteja no oeste põe-se um sinal negativo (−) na frente da longitude. Ao invés de usar o sinal negativo, pode-se também usar as letras E e W para indicar "Leste" e "Oeste", respectivamente.

Uma longitude pode ser combinada com uma latitude para dar uma posição precisa de um lugar na superfície da Terra.

Diferentemente de um grau de latitude, que sempre corresponde a uma distância de 111,12 km, um grau de longitude varia de 0 a 111,12 km: se a distância for medida em um círculo de mesma latitude, a distância é de 111,12 km vezes o cosseno da latitude; se a distância for tirada num Círculo máximo, a distância é um pouco menor.

A longitude de um ponto pode ser determinada calculando a diferença de horário entre a localidade e o Tempo Universal Coordenado (UTC). Como um dia tem 24 horas e uma circunferência tem 360 graus, a terra se move em relação ao Sol a uma taxa de 15º por hora (360º dividido por 24 horas = 15º por hora). Para realizar esse cálculo, é necessário um relógio marcando o UTC, e determinar o horário local mediante observações astronômicas. Um exemplo é verificar a diferença entre a UTC (corrigida pela equação do tempo), e o meio-dia local, determinado pelo momento em que a sombra de uma barra vertical está na direção norte-sul.

História do cálculo da longitude

A medição da longitude é importante tanto para a cartografia como para uma navegação segura no oceano, longe da costa. Ao longo da história navegantes e exploradores lutaram para encontrar um método de determinar a longitude exata, o que levou séculos, envolvendo o esforço de grandes mentes científicas como Américo Vespúcio e Galileu.

Determinar a latitude é mais simples. No hemisfério norte, basta medir o ângulo entre o horizonte e a Estrela Polar com ajuda de um quadrante, astrolábio ou sextante. Mas o cálculo da longitude sempre apresentou sérios problemas, principalmente no alto mar. O cálculo da longitude, em teoria, reduz-se a medir a diferença de tempo entre um ponto de referência e a posição atual do navio.  A posição do Sol indica a hora local, mas a referência de tempo não poderia ser conhecida sem relógios suficientemente precisos, que só seriam construídos a partir dos séculos XVIII e XIX.

Inicialmente a longitude era deduzida de modo aproximado, estimando as distâncias percorridas por navios, para isso usavam-se instrumentos primitivos, como um sistema de nós numa corda que corria a intervalos regulares de cerca de uma hora calculados com pouco precisos relógios de areia, resultando na unidade náutica Nó (unidade), que permitia de forma muito grosseira inferir as distâncias percorridas de Leste para Oeste ou vice-versa. Uma tentativa de compensar estas imprecisões foi a marcação de linhas de navegação entre portos nos mapas portulanos.

A dificuldade de determinar a longitude, além de imprecisões cartográficas (por exemplo, para definir o meridiano de Tordesilhas) resultou em autênticas catástrofes marítimas: a frota britânica do almirante Cloudesley Shovell "chocou" com as Ilhas Scilly no ano de 1707 por um erro de cálculo na posição.  O mesmo problema levou o navio inglês Centurion, em 1741, a cruzar o Estreito de Magalhães, sem saber a sua posição: quando chegou ao Pacífico e queria reabastecer no arquipélago Juan Fernández, sem saber se deveria seguir para leste ou oeste tomou a decisão errada e acabou no Chile. Os navios espanhóis e portugueses que navegavam para as Caraíbas tinham de seguir em esquadras e por rotas fixas para evitar perderem-se, o que os tornava presas fáceis de piratas e corsários. Todas estas circunstâncias fizeram do cálculo da longitude uma prioridade estratégica para os governos. Em 1598 Filipe III de Espanha criou um prêmio para quem "descobrisse a longitude". O mesmo faria o governo britânico em 1714.

Outra possibilidade era medir as diferenças horárias entre dois pontos por meio de observações astronômicas. Assim, se soubermos a que horas ocorre um eclipse num ponto de terra firme (por exemplo, um porto), e se medirmos a hora local em que ocorre esse eclipse no mar, poderemos teoricamente calcular a longitude. Mas os eclipses solares ou lunares são raros. Por isso, Galileu propôs a utilização dos eclipses dos satélites de Júpiter que ele acabara de descobrir em 1610. Com efeito, esses eclipses ocorrem milhares de vezes por ano. Galileu propôs que uma observação no mar desses aparecimentos e desaparecimentos daria uma medida precisa da longitude. O método era correto e foi de fato utilizado para determinar a longitude em terra, mas com muita dificuldade na navegação, devido à instabilidade dos navios.

Esta aplicação prática da observação astronômica levou à criação de observatórios em toda a Europa:  Cassini foi convidado para dirigir o Observatório Astronômico de Paris (que havia sido fundado em 1667 por  Colbert, ministro de Luís XIV), onde a longitude de Paris havia sido determinada usando o método das luas de Júpiter de Galileu.  O Observatório de Greenwich foi fundado em 1675 com a mesma missão: estudar o mapa do céu, da Lua e das estrelas "para aperfeiçoar a arte da navegação."

Finalmente a solução para o problema da longitude foi encontrada — não pela astronomia, mas pelos avanços tecnológicos na medição do tempo — por um relojoeiro autodidacta: John Harrison. Este inglês criou cronómetros marinhos, que progressivamente eram mais precisos. Após 5 versões, chegou a atingir um desvio de apenas um terço de segundo por dia. Estes cronômetros marinhos eram, contudo, extremamente caros.

O problema do posicionamento preciso dos navios foi resolvido por fim graças ao GPS. O Sistema de posicionamento global é baseado na localização por sinais recebidos por um conjunto de satélites artificiais que orbitam a Terra. O receptor recebe os sinais destes satélites e por triangulação pode saber sua posição precisa, com apenas alguns metros de erro.

Ver também 
 Linhas geográficas imaginárias
 Observatório de Greenwich

Linhas geográficas imaginárias
Geomática